fir滤波器窗函数设计课件.ppt
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1、2 0 1 1122222Xxx xx综合设计目的综合设计原理及方法综合设计内容总结目目 录 1.掌握掌握FIR滤波器的窗化设计方法滤波器的窗化设计方法 2.了解各种窗函数对数字滤波器特性影了解各种窗函数对数字滤波器特性影 响响 3.熟悉熟悉FIR正交移相器的特性及其冲击响应正交移相器的特性及其冲击响应h(n)4.熟悉应用熟悉应用FFT实现序列过数字滤波器的常用实现序列过数字滤波器的常用算法算法综合设计目的 1.FIR滤波器的窗化设计方法滤波器的窗化设计方法 2.用循环卷积求线性卷积的基本原理用循环卷积求线性卷积的基本原理 3.正交移相器(也称希尔伯特变换器)正交移相器(也称希尔伯特变换器)综
2、合设计原理及方法 用用MATLAB编程,将两个不同采样频率的音频文件读编程,将两个不同采样频率的音频文件读出(后缀为出(后缀为32的表明采样频率为的表明采样频率为32KHz,后缀为,后缀为44的表明采的表明采样频率为样频率为44.1KHz),音频文件由音乐(带宽),音频文件由音乐(带宽14KHz(即最(即最高频率高频率7KHz)、干扰)、干扰1(9KHz的单载波),干扰的单载波),干扰2(14KHz的单载波)组成。的单载波)组成。1.设计加不同窗函数的正交移相器,讲音频文件读出设计加不同窗函数的正交移相器,讲音频文件读出令其分别通过这些正交移相器(用重叠相加法或重叠保留令其分别通过这些正交移相
3、器(用重叠相加法或重叠保留法),形成复信号,观察复信号频谱,确定正交移相器的法),形成复信号,观察复信号频谱,确定正交移相器的阶数,窗函数的关系。阶数,窗函数的关系。2.设计加各种窗函数的设计加各种窗函数的FIR数字低通滤波器,令通过正数字低通滤波器,令通过正交移相器后的复信号通过数字低通滤波器,要求滤除干扰,交移相器后的复信号通过数字低通滤波器,要求滤除干扰,将音乐通过声卡放出。观察各种窗函数对干扰将音乐通过声卡放出。观察各种窗函数对干扰1、2的滤除的滤除效果,不同采样频率对滤波器阶数的影响。效果,不同采样频率对滤波器阶数的影响。综合设计内容设计流程图设计流程图1正交移相器设计正交移相器设计
4、2重叠相加法中间数选取重叠相加法中间数选取3滤波器设计滤波器设计4综合设计内容设计流程图设计流程图1写音频文件写音频文件低通滤波器滤除干扰低通滤波器滤除干扰过正交移相器过正交移相器读音频信号读音频信号选取不同窗函数截断、不同选取不同窗函数截断、不同阶数设计并对比移相器效果阶数设计并对比移相器效果选取不同窗函数设计并对比滤波效果;选取不同窗函数设计并对比滤波效果;对比不同采样率对滤波器阶数的影响对比不同采样率对滤波器阶数的影响综合设计内容设计设计流程各个中流程各个中间过间过程信号程信号 时时域、域、频频域域图图及正交移相器、及正交移相器、滤滤波器幅波器幅频频响响应图应图正交移相器设计正交移相器设
5、计2代代码M=33;N=2049-M;w2=2/2048*(0:(2047);t=(M-1)/2;n=1:M;hdn=(1+(-1).(n-1)./(pi*(n-t);hdn(t)=0;w=hanning(M);w=w;hn=hdn.*w;hnk=fft(hn,N+M-1);figure(1);subplot(211);plot(w2,abs(hnk);xlabel(角频率(w/pi));title(32阶正交移相器幅频特性图);A(n)延迟MA(n-M)移相器(n-M)复信号Y(n)=A(n-M)+j(n-M),去掉了负频率,使得带宽减半,因而能够降低采样频率!放大放大综合设计内容正交移相器
6、设计正交移相器设计2加不同窗函数截取的正交移相器性能比较加不同窗函数截取的正交移相器性能比较放大放大综合设计内容加不同窗函数截取的正交移相器性能比较加不同窗函数截取的正交移相器性能比较正交移相器设计正交移相器设计2 从上述四幅图可以看出,同等阶数下,汉宁窗和哈明窗截取的正交从上述四幅图可以看出,同等阶数下,汉宁窗和哈明窗截取的正交移相器性能优于矩形窗和布莱克曼窗的截取效果,为更明确得知前两种窗函数移相器性能优于矩形窗和布莱克曼窗的截取效果,为更明确得知前两种窗函数的优劣,我们再对汉宁窗和哈明窗截取时的图形进行放大。的优劣,我们再对汉宁窗和哈明窗截取时的图形进行放大。综合设计内容加不同窗函数截取
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